高功率双包层Er 3+/Yb 3+共掺光纤放大器的动态响应
Er 3+Yb 3+共掺磷酸盐玻璃光波导的FD-BPM分析
[ 关键 词] F - P E3 Y 3 D B M; r b . 共掺 ; 波导 光 [ 中图分类号] T 22 N 5 [ 文献 标识码] A
O 引 言
随着光 波导 技术 的发 展 , 用于 光波 导 中 的快 速 、 确 的数 值 模 拟方 法 越 来 越 重要 , 别 是 对 一 些 结 构 复 精 特
导. 按横 截 面结构来 分 , 凸条 形 、 型 、 有 脊 沟道 型 、 掩埋 型等 , 图 1 示 . 如 所
11 基本 原 理 .
设波导 沿方 向 z 传播 , 截面 的两 个坐标 为 和 Y按 B M法 的传统做 法 , E= ( Y zepi 。 , 横 , P 设 , ,)x(k,)其 中 k 是参 考 波矢 , ( Y z是关 于坐标 z的缓变 函数 , , ,) 在傍 轴 近 似条件 下 , 有
磐《 O, a 2 z Z
可得 标量 波 动方 程 为
( 1 )
() 2
’
2I i i }
+
+( 一I) =o In i i } } ; .
令 A= 1, ( y z = B , ,) 1( 一I) 于是() I i } i , } : 2 式变为
Oz = A +A
要 ] 阐述 了三维 波导结构 的 F . P D B M原理 ,并用 F . P DB M法模 拟了波长 为 15 a .4/n和 09 a .8/n的高斯光 束
在 E .b Y3 共掺磷 酸盐玻 璃光波导 内光场 分布 .与沟道光波 导相 比,掩埋型光 波导 内的泵浦光 和信号 光 的散 射 都非常小 。光场分布非常均匀 .研 究结果表 明 ,掩埋型光波导是制作 E .b 共掺磷 酸盐玻璃 光波导 激光 器和 Y“
大功率LD泵浦双包层掺Yb3+光纤激光器的理论分析与关键技术研究
110
第五届全国光子学大会会议论文集 第二分册:纤维光学
该式表明激光阈值取决于与增益介质(掺杂)有关的参数,其中 Pp
sat
=
a p hυ p Γp σ p T1
, Ps
sat
=
a s hυ s 。 Γs σ s T1
当泵浦功率超过阈值时,饱和增益仍保持在阈值附近,因此可由阈值条件求得输出功率:
Ps / Pssat ππ 1 ,忽略增益饱和效应。利用泵浦功率 Pp ( z ) = Pp (0) exp(−α p z ) 以指数减小(其中 α p 表示
泵浦损耗) ,泵浦功率的阈值可表示为:
Pp (0) =
α p α cav L 1 − exp(−α p L) αs
sat Pp
8
高雪松,电话:010-86323271;email:gxs1980@;地址:北京理工大学信息科学技术学院 431 教研室,100081
108
第五届全国光子学大会会议论文集 第二分册:纤维光学
效率,实验中得到 0.5W1040nm 激光输出。双包层光纤结构的出现对光纤激光器和放大器摆脱小功率器件, 实现大功率来说是一个具有重大意义的技术突破。1996 年,在 CLEO’96 会议上美国 Polaroid 公司报道了 3+ [3] 利用掺 Yb 的石英光纤在 1.1μm 波长得到 35.5W 功率的连续激光输出 。 其采用的泵浦激光功率为 55.4W, 光纤纤芯直径 8μm,数值孔径 0.1,纤芯包层为矩形 170μm×330μm(内包层) ,内包层外是低折射率含 氟聚合物构成的外包层,内包层的数值孔径 0.45。 近年来,随着包层泵浦技术的发展,以及高功率多模半导体激光器制作工艺的完善,双包层光纤激光 3+ 器受到人们的普遍关注。掺 Yb 双包层光纤激光器成为当前研究热点。
Er 3+/Yb 3+共掺双包层光纤的高功率L-band光纤激光器的实验研究
中 图 分 类 号 : N2 8 8 T 4.
Ex e i e t li e tg to n c - o e p r m n a nv s i a i n o o- p d d
E 3 / b+共掺 双 包 层光 纤 的 高功 率 L b n r+ Y 3 —a d 光 纤 激 光 器 的 实 验 研 究
贾秀杰 郭 占 , , 城 付圣贵 , 范万德 , 刘艳格 袁树忠 , 鼎。董孝义。 , 宁 ,
(. 1南开大学 现代光学研 究所, 天津 30 7 ; . 0 0 1 2 中国电子科技集团总公司第 4 研究所 , 6 天津 30 2 ) 02 0
f e srcng t up t o ro . a dt es p [ c n yo 2 a in l e ta wa ee t i r a e a e o tu we f 3W n h l eef i c f t g a c nrl v lnh b l p 4 o ie 4 s
摘 要 : 用 端 面泵 浦 的方 式 。 尾 纤 输 出 波 长 为 9 6n 的 高亮 度 多 模 半 导 体 激 光 器 . 层 泵 浦 的 铒 镱 共 掺 双 包 层 大 模 采 用 7 m 包 面 积 光 纤 。 球 面镜 组 耦 合 系统 , 行 了共 掺 双包 层 光 纤 的 高功 率 L b n 非 进 -ad光 纤 激 光 器 的 研 究 . 浦耦 合 效 率 达 到 _ 6 泵 r 2 以上 , 在 FP激 光 振 荡 腔 中实 现 了高 效 的连 续 激 光 输 出 。在 光 纤 长 度为 3 人纤 功 率 为 1. 1 时 . 并 - 0m、 34 w 首次 报 道输 连 续 功 率 达 到 了 4 3w 。激 光 器 的 斜率 效率 为 4 。 光 输 出中 心 波 长 16 3n . 4 激 0 m。
不同泵浦方式下Er 3+/Yb 3+共掺光纤放大器的自发辐射谱
光 电 孑
第 1 7卷 第 7期 20 年 7 06 月
・ 嫩
Vo. 7No 7 J 1n l fO teeto i L sr o ra polc nc o r s・ ae
不 同 泵 浦 方 式 下 E. / b+ 掺 光 纤 放 大 器 的 自发 I Y 3共 3 + 辐 射 谱
( n t ueo g t v c n lg B in ioo g Unv riy 1 0 4 Chn ) Isi t fLih wa eTe h oo y, ej gJa t n ie st , 0 0 4, ia t i
Ab ta t T r / ” c — o e ie s wi ie e tin rt r a r ae ho g sr c : wo E ” Yb o d p d f r t df r n o a i we e f b i t d t ru h b h o c
t e MCVD n olto pig met o W e e pl ed t e a pl i p t n ou h a d s u in do n h d. x or h m ed s on a e s em ison i f s i
( E f 。 Yb c — o e ie mpie E AS )o / 。 o d p d f ra l ir YDF Er b r f A)wi 8 m n 8 m u t 9 0 n a d 14 0 n p mp h
傅 永 军 一 ,简 伟 ,郑 凯 ,延凤 平 ,简 水 生
( 京 交 通 大学 光 波 技 术 研 究 所 , 京 1 0 4 ) 北 北 0 0 4 摘 要 : 改 进 的 MC D法 和湿 法 掺 杂技 术设 计 制 作 了 2种 不 同 E ” 、 ” 浓 度 比 的 E 3 Yb 共 掺 光 用 V r Yb r / ” 纤 ( YD ) 利 用 9 0 n 和 1 8 m 泵 浦 L 对 E / b 共 掺 光 纤 放 大 器 ( Y F 的 放 大 自发 辐 射 E F , 8 m 0n 4 D r Y E D A)
双包层Er 3+/Yb 3+共掺光纤放大器系统结构设计及其性能分析
3 .黄 州理 工 中等专 业学校 , 北 黄 州 480 ) 湖 300
摘要 : 基于光传输 方程 , 数值 分析 了所设计 的双 包层 E / b 共掺 光 纤放 大 器 系统结 构在 9 0 m 泵浦 r Y” 8n 下, 出信 号功 率和噪声特性 ; 输 讨论 了它们随输入信 号功率 、 输入信号波 长、 浦信号波长和 光纤 包层 面积 泵 的关系。结果表明 , 系统结构在输入信号 小于 一 0d m, 该 3 B 激活光 纤长度为 4 时, 出信 号功 率超 过 1 m 输 O
效 应 产生 的噪声 。同时 , 配合使 用 了带宽 可调谐 的滤 波 器 ( B ) 使 自发辐 射 得 到抑 制 , 一 步降 TF , 进
低 了噪声。并且基于速率方程和传输方程 , 分析在不 同输人信 号功率与波长 、 不同泵浦光波长和不同 光纤内包层面积下该系统结构的输出信号功率和噪声性能。
(
( Ⅳ] 5
,A ) I ( Ⅳ ]
( }
A)
() 2
() 3
= 干 mh
( [ ( Ⅳ
( Ⅳ] 1瞌
式 中 , 、r 、 、 和 分别 是 A d。 o ,t ,r 丁 与频 率有关 的 E¨ 、b 的吸收 和发 射 截面 面 积 。 、。分别 r Y 入 为 信号光 和泵 浦光 的波 长 , 纤芯 面 积 , 普 朗克 常 量 , ) A…是 h是 r( 为信 号 和 泵浦 模 场 与纤 芯 掺杂 区
d m, B 增益 高于3 B, 5d 噪声 系数受光纤 内包层与纤芯 面积之 比影响较大 , 小于 35d . 且 . B
关 键 词 : 纤 通 信 ; 包层 铒 镱 共 掺 光 纤 ; 传 输 方程 ; 环 形 器 光 双 光 光 中图 分 类 号 :N 5 T 23 文献标识码 : A 文 章 编 号 :092 1 (0 2 O . 0 2 0 10 - 4 2 1 )2 0 7 . 5 7
掺Er 3+及Er 3+/Yb 3+石英有源光纤的制作与应用
( e Elcr nc 6 h Ree r h I si t Th e to is4 t s a c n t u e.MI . a jn 3 0 9 .Ch n ) t I Tin i 0 1 2 i a
Ab ta t sr c :Th t r l r p ris a r ain p o e sa d a pia ino a d E 。 Yb d p dsl a b s d emae i o ete .f b i to r c s n p l to fEr n r一/ o e i c— a e a p c c i
a tve fb s a e r viw e c i i er r e e d,an he de el m en pr p c he t nds o d t v op t os e toft WO ki foptc lfbe s pr ii ia i r i evsone d. Ke y wor s:Er d d 。 ope iia ba e c i e fb r; Er / b 一 dop d slc - as d a tv i r;op i a fbe d slc — s d a tv i e 。 Y e iia b e c ie fbe tc l i r
O 引 言
掺 稀 土 离 子 石 英 光 纤 放 大 器 和 激 光 器 因 体 积
较强的吸收, 因此 E 。最 适 于用 半 导 体激 光 二 极 管 r
泵 浦 。 r’ 荧 光光 谱 中仅 有一 个 1 5 n 发射 带 , E 。在 5 3m
这 是 E 的 电 子 从 最 低 的激 发 态 , 迁 至 基 态 r I 。跃
的发展前景 。
[ 键 词 ] 掺 E 石 英 有 源 光 纤 ; E / 石 英 有 源 光 纤 ; 纤 关 r 掺 r Yb 光 [ 图 分 类 号 ] T 5 中 N2 3 [ 献标识 码] A 文 [ 文章 编 号 ] 1 0— 9 8 2 0 )50 0 一5 0 6 10 (0 2 0—0 l0
掺Yb 3+双包层光纤激光器的数值分析
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3 期
武 自录等 .掺 Y 双包层光纤 激光器的数值分析 b
A 一 5X 1 c Ⅳ 一 4X l c 一 0 m . 0 m 口 一 3X l m 。 0一 c , 5X l c 口一 0 m ‘
33 3
兰 P z (一^) 则 与时 间无关 的稳 态速 率 方程 ( ) ^ ,
p mp u
ot t upu 上 来自射; 没有 激发 态 吸 收 , 转换 效率 高 } 的增 益带 宽 宽 不 但 使 其 可 用 80 1Oa 的半 导体 激 光 器 作 0 ~ 1O m
为 泵浦 源 , 且 容 易产 生 超短 光 脉 冲 .掺 锗 石英 而
2
固 1 光纤 激 光器 示 意 图
Fi . S h ma i i u t a i n o y ia f e a e g 1 c e t l s r t fa t p c l i r l s r c l o b
玻璃 中 Yb ”离子 在 90m 和 9 5m 处 分别 有两 2n 7n
个 吸 收 峰 波 长为 9 0 m 和 9 5 m 的激 光作 .用 2r i 7n 为 泵 浦 源 各 自具 有 优 缺点 . 离 子 在 9 0 m Yb 2n 处 的 吸收 谱峰 值 半 宽度 比较宽 , 而对 泵 浦 源 的 因
了解 释 .
1 速 率 方 程
图 1是一个 典型 的光 纤 激光器 示意 图 .光纤 长度 为 工, 芯每 单位 体 积 Yb 浓 度 为 Ⅳ.泵 浦 纤 光从 一 0 耦 合 入 第 一 包 层 后 , 先 沿 正 向 传 处 首
() — ' z
量 级 从 而 突破 了其 输 出 功率 低 的应用 瓶 颈 , , 在
双包层Er 3+/Yb 3+共掺光纤放大器ASE的动态特性
A E输出功率与反转粒子数随时间的动态关系。 S
1 理论模 型
基 于在泵浦 光作 用 下 E e/ b r Y ”能级 I 发生 的 粒子 数 变化 ,J 至 如 F粒 子数 随 时 间变 化 的速 率方 司所 口得 U
程 :
= 一 。 + 。 2 一 。 +c 一c4 Ⅳ +c Ⅳ 一crl 6 Ⅳ+ Ⅳ。 Ⅳ。 印 1 4 印 c Ⅳ Nt 2 N
() 1
警= l2++Ⅳ2 +lⅣ ⅣW2 3—印 2Ⅳ4 —1 .A3c C1 Nr 2 4 。 警=,一ⅣA4c +Ⅳ6 。,+Ⅳ2 。 ⅣA34—印 / 3 v 警 Ⅳ Ⅳcl 5 一 6c 一 -Ⅳ , 6
随着波分复用( M) WD 技术的快速发展, 双包层 E / b Y ¨共掺光纤放大器 已成为光通信最理想的放大 器…。然而信号在放大 的同时, r Y ¨的自发辐射也得到放大 J E3 b 、 , 这不可避免地要降低信噪比。因此 ,
必须采取措施抑制 E¨、 b r Y 放大的 自 发辐射( S ) A E 。研究双包层 E¨/ b r Y ¨共掺光纤放大器 A E 是抑制 S,
—
—
一
_
:土{ 。 Ⅳ ()一 。 ) , ) ,尸 () 。 ) 2 ) () 厂[ ( 2 ) Ⅳ ( ]一 } : P ( 厂 l ( (
(4 1)
P0 , 48 ( 耋 PL015 c 。 (6 ,:sA ) 1 s ( : 6 5 (AE ) = 1 至, : E ) = 8 ) 0 :: 一) ( == ) z = 三 P }
Er 3+:Yb 3+共掺磷酸盐波导激光器的新型数值模拟
No e u e i a i u a i n f r Er + :Yb + C — o e o ph t v g i e l s r v ln m r c lsm l to o 。 。 O d p d ph s a e wa e u d a e
Li u i Zh ng Xi o i , ng Pa ng u Y x , a a x a LiYi , ng Yi  ̄
输 出光 功 率 和 斜 率 效 率 , 闲 值 功 率 也 比较 低 。 其 关 键 词 : 酸 盐玻 璃 ; 导 激 光 器 ; 态 磷 波 稳 中 图 分 类 号 : N2 8 T 4 文献标志码 : A 文 章 编 号 : 0 58 8 ( 0 7 0 — 0 10 3 1 0 — 7 8 2 0 ) 30 5 ’ 0
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20 0 7年
第 3期
光 通 信 研 究
S TU DY 0N OPTI CAL COM M U NI CAT1 0NS
2 0 0 7
( 第 1 1期 ) 总 4
(u S m.No 41 .1 )
F r + 3 上
: 3 共 掺 磷 酸 盐 波 导 激 光 器 的 新 型 数 值 模 拟 Yb+
刘玉 喜 张晓 霞 李 。 。 瑛 庞 , 莹。
(. 子 科 技 大 学 光 电信 息 学 院 , 1电 四川 成 都 6 0 5 ; . 10 4 2 电子 科技 大 学 通 信 工 程 学 院 . 川 成 都 6 0 5 四 1 0 4
摘 要 : 章 系统 地 研 究 了 E 。 : b 共 掺 磷 酸 盐 玻 璃 波 导 的 性 质 .在 稳 态情 况 下 建 立 并 求 解 其 准 三 能 级 系 统 的 速 率 方 程 。 文 r Y。 利 用数 值 分 析 的 方 法 模拟 了 90a 二 极 管 激 光 器抽 运 时 输 出光 功 率 的 特 性 。 计 算 结 果 表 明 : 过 优 化 分 析 , 到 了较 高 的 8 m 经 得
Yb 3+/Er 3+共掺BaGd2ZnO5上转换发光动力学过程的研究
2012年 10月
光
S e to c p n p c r lAn l ss p c r s o y a d S e t a ay i
谱学与源自光谱分析
V 1 2N .0p23—61 o. , o 1,p6724 3
Oco e ,2 1 tb r 0 2
文献标识码 : A D I 1 . 94 is. 0 00 9 ( 0 2 i—6 70 O : 0 3 6  ̄.sn 10 -53 2 1 )02 3 —5
中 图 分 类 号 : 4 2 3 0 8.1
E 3 B G z n 上转换发光材料 , r 的 a d Z O5 测试 不同功率 ( 激发 密
Yb / d 抖 E 体系的上转换光 发射模 型 ,编写 速率方程 组 ,对
So e 发射的存 在 , tk s 对激发 态吸收 、能量 传递 、以及合 作敏
发光 曲线进行拟合 , 获得各 能级的寿命数据 , 对能量传 递 并
和激 发 态 吸 收两 种 上 转 换 途 径 进 行 了 比较 和 分 析 。
引 言
上转换发光是发射光 波长小于泵 浦光波 长的发光 现象 ,
是反 So e 过程 。2 世 纪 6 tk s 0 o年代 之前 ,人们 已经认 识到反
度 ) 发下上转换光发 射 的输 出功率 ,计算 上转 换效 率 ,分 激
析 了激发密度与上转换光发射功率及上转换效 率的关系 ,以 及它们之间相互作用机理 。根据上述分析 ,建立 在弱激发 下
道 的效率最高上转换发光材料 。 在物理和化 学性 质较好 的氧 化物基质 中能产生如此高 的转换效率 , 无疑 具有较好 的应 用
前景 , 但还 没有 关于该基质材料 中 Y 抖/ d b E 上转换发光 动
双包层Er 3+-Yb 3+共掺磷酸盐光纤放大器的研究
E
0
. n
一
U e n es p o vrl
1 f
1 I 』 l 地
图 1 yb E 3 3一r 共掺系统的能级图
双包层掺铒光纤放大器。比较硅光纤 , 磷酸盐玻璃 更适合做饵 的衬底 , 因为其内部 的饵含量可以比硅 光纤 中高两 个数 量 级 。 因此 , 种 双 包 层光 纤 放 大 这
S p.0 6 e 20
文章编号 :6 319 (0 6 0 — 6 —3 17 —5 X 2 0 )50 00 0
双 包 层 E ” 一 3 共 掺磷 酸 盐 光 纤 放 大器 的研 究 r yb +
黄小莉 夏 凌 林 红举2 , ,
(. 1 西华 大学 电气信息学院 , 四川 成都 6 0 3 ; . 10 9 2 河北科技师范学院机械电子系 , 河北 秦皇岛 0 6 0 ) 6 0 4
吸收 与 7 的受 激 辐 射 ; 的 】2 亚 稳 态 能 F/ 2 E0 I/到 】 级 12 I/的非辐 射 衰 减 及 其 两 相 邻 离 子 间 的 合作 上 3
等一A 3 2
=
1 6
( 3 )
() 4
() 5
c 印;
转换 , 即其中一个离子跃迁到基态 】2 I/ 5 能级而另一
』 \
11 l
内包层传输泵浦光和限制信号光 , 外包层限制泵浦
光 。采 用这 种大 横 向尺 寸 、 大数 值 孔 径 的 内包 层 泵
1 l
浦技术 , 便于 L D泵浦光与光纤之间的耦合 , 具有 比 普通 单 模 光 纤 大 得 多 的 耦 合 效 率 及 光 电 转 换 效 率【, 。到 目前 为 止 , 包 层 光 纤 放 大 器 的制 作 都 3 5 J 双
Er 3+/Yb 3+共掺铅铌磷酸盐玻璃光纤放大器特性
光波长的选择性¨ . 。 此外 , 重金属氧化合物的加
入也会提高玻璃的折 射率, 而折射率的提高义是
增加玻璃发射截面和带宽的 一个重要 因素 . 基于 此, 文研制 了 E "/ b 共掺铅铌磷酸盐玻璃 本 r Y (Y N P , E P G )根据测量的吸收谱 , Mc u br 用 C m e原 理和 J0理论对其光谱特性进行研究 , 一 并对 E — Y
摘要 : ( 、I s 、 以R )N2 、 0( s ) N 0
和PC 为 制 r / , 磷酸 E P ( 玻 应 bI 基质 备E + b 共掺 盐(Y N 2 3Y + ) 璃. 用M .
,
( mbr . e 原理研 究的 结果显 示 , Y NG . ' u E P P玻璃 在 13 r 的峰 值受 激发 射截而 和f- 50 nn处 i 效带 宽分别 为 6 2 .0× 1 c. 和 5 . l, 于常规的掺铒磷酸盐玻璃 . 0 n2 1 6 6n l T大 数值模拟计+ 果表 明 , 于 E f (P光纤 放大 器 算结 对 Y N _ 利用较短 的激活长 度就可获得足够的信 号光放 大 .
1 样 品制备及其 光谱 分析
用传统方法制 备 的 E P G Y N P玻璃 基质成分
2 P O5 3 8 2 — 0Nb O5 l) , — 6Ga O) l )(I 2 一 (Na 0 1 2 6【I 】 2,
E2 3 Y : 的掺 杂质 量 分数 分别 为 1 r 和 bq 0 %和
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14 0
大 连 海 事 大 学 学 报
表 示 为 ]
E + , Y
Er_3_Yb_3_共掺DBR光纤激光器的实验研究
2007年第10期光通信技术中文核心期刊Er3+-Yb3+共掺DBR光纤激光器的实验研究ExperimentalstudyonEr3+-Yb3+co-dopedfiberDBRlaserWANGXu,YUKun(CollegeofPhysics&InformationEngineering,HenanNormalUniversity,XinxiangHenan453007,China)Abstract:AfiberDBRlaserusingEr3+-Yb3+co-dopedfiberwasfabricated.Thefiberlaserisshortcavitywith10cm.Therelationshipbetweenreflectivityoffrontcavityminorandoutputpowerandcurrentthresholdwasverifiedbytheexperimentalstudyofdifferentreflectivityoffrontcavityminor.Andtheoptimalselectionforreflectivityoffrontcavityminorandactivefiberlengthwasanalysed.Keywords:Er3+-Yb3+co-doped;DBRfiberlaser;fiberBragggrating;optimalreflectivity王旭,于坤(河南师范大学物理与信息工程学院,河南新乡453007)摘要:采用Er3+-Yb3+共掺单模光纤制作了DBR光纤激光器,有源光纤长度为10cm,光纤激光器为短腔结构。
通过对不同前腔镜反射率的Er3+-Yb3+共掺DBR光纤激光器进行实验,得到了前腔镜反射率与激光器输出功率和阈值电流之间的关系,并对前腔镜反射率和有源光纤的长度的最优化选择进行了分析。
关键词:Er3+-Yb3+共掺;DBR光纤激光器;光栅布拉格光栅;最佳反射率中图分类号:TN929.11,TN248.1文献标识码:A1引言光纤激光器以其高稳定性、窄线宽和大功率密度等显著优势在光纤通信、光纤传感、激光加工和军事等领域获得了广泛的应用[1]。
掺Yb3+双包层光纤激光器的理论及实验研究
第36卷,增刊红外与激光工程2007年6月1Vr01.36Suppl er ne nt I】[1|弧d and Las er Engi nee血g Jun.2007掺Y b3+双包层光纤激光器的理论及实验研究戴贤哲,罗正钱,叶陈春,蔡志平,李齐波,康赞(厦门大学电子工程系,福建厦门361005)摘要:文中报告了掺Y b3+双包层光纤激光器的理论和实验研究工作。
在稳态条件下,基于速率方程推导了掺Y b3+双包层光纤激光器在强泵浦条件下的简化型解析解。
实验上,利用975nm大功率半导体激光作为泵浦源,采用单端泵浦技术,获得孑88w波长为1082.4I l I I l的连续激光输出,斜效率高达84.4%。
实验结果与理论的简化型解析解相比较,两者基本一致。
关键词:光纤激光器;双包层光纤;解析解中图分类号:TN248文献标识码:A文章编号:l007.2276(2007)增(激光)0032.04T heoI.et i cal and exper i m ent al st udy of Y b3+.dopeddoubl e.cl ad6ber l as erD M)【i锄-zhe,I I的zhe ng—qi a n,YE C hen-chu n,C ai Z l l i-pi ng,Li Q i-bo,K锄g Y un(D epam I屺nt of Ek:t r o ni c Engi l溉衄培。
Ⅺ枷en uI li V哪it y')(i锄%361005,chi Im)A bst r act:St udi es of Y b3+一doped doubl e—c l ad丘ber l硒er s(Y b.D C FL)ar e r e por t ed.U nde r也est eady—s t at e c ondi t i ons,a si m phf i ed a na l yt i c s ol ut i on is de duce d i n m e s t r ongl y puI I]l p ed con di t i on bas ed on Ⅱ1e r a t e equat i ons.U si ng a975nm l a se r di ode(L D)as m e pum p s our ce,w e obt a i l l e d88W C W out put 1硒er pow er at a w aV el e ngt h of1082.4nm i s obt aj ned.T he s l ope ef!f i c i enc y is a s l l i gh as84.4%.Thee xpe ri I nent al r e sul t s and m eor et i cal ones fI_om our aI l al yt i c s ol ut i on m at ch V ery w el l.K ey帅r ds:Fi ber l as er;Y b“一d叩ed doubl e—cl ad肋er;A nal姐c s01ut i onO引言双包层光纤激光器作为一种新型的高功率激光器件,由于光束质量好、效率高、易于散热等特点,在许多领域都具有巨大的应用前景,如激光加工、光通信、军事、医疗等领域。
脉冲泵浦下Er 3+,Yb 3+的动态响应研究
。
一… 可 一
Y 能 级 跃 迁 b
图1 是脉冲泵浦下 ,r Y 共掺 晶系中 E¨,b E / b r Y 能级转换的图形…。
图中 ,b 的能级 被分成 两 组 , 一组 Y ¨直 接发 生 Y¨ 第 b 受激跃迁 , 二组 的 Y ¨借 助于 声 助能 量转 移 ( hnn一 第 b poo 。/ F, s 。 ,
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20 0 7年 3月
陕
西
理
工 学 院 学 报
Ma . o 7 r2 0
第2 3卷第 1期
Ju a fS an i iest fT c n lg o r l h a x v ri o eh ooy n o Un y
V I2 N . o_ 3 o1
能表达 这两 方面 的 因素 , 以把 Y 上 的能级分 成两 组 。 所 b
收稿 日期 :0 6— 9—1 20 0 4 基金项 目: 国家 自然科学 基金 资助项 目(o 7 0 8 668l )
作者简介 : 郭振 (9 7 ) 男 , 17 一 , 山西省侯 马市人 , 空军工程大学硕士研究生 , 主要研究方 向为光电对抗 。
究 的热点 。 可能发展成为全光网络的关键组成…。然而 , 由于泵浦源结构重组或意外故障 , 可能导致泵 浦的时续时断 , 影响整个网络数据传输的质量。为保证通信 的实时 、 不间断 , 必须对时续时断泵浦情况 下的 E¨/ b r Y ¨共掺晶系的性质进行分析, 从而找到消除影响信号传输质量的方法 。对于时续时断的 泵浦现象 , 许多文献在理论计算时采用 了矩形脉冲处理的办法 3 . 。本文通过速率方程 , J 对不同脉宽泵 浦 下 的 E3 Y ¨ 上能级 粒子 数 的变 化特 征 进行 了分析 , 果 表 明 :Y ¨ 吸 收谱 线 所 引起 的频 率烧 孔 r , b 结 b
光电子技术的新突破:包层泵浦大功率Er/Yb共掺光纤放大器
光电子技术的新突破:包层泵浦大功率Er/Yb共掺光纤放大
器
李力;林如俭
【期刊名称】《世界有线电视信息》
【年(卷),期】2001(008)001
【总页数】4页(P109-111,117)
【作者】李力;林如俭
【作者单位】上海天博光电技术有限公司;上海大学通信与信息工程学院
【正文语种】中文
【中图分类】TN722
【相关文献】
1.级联双包层Er3+/Yb3+共掺光纤放大器的增益瞬态 [J], 彭靳;占生宝;丁健;肖文标
2.包层泵浦Er-Yb共掺光纤放大器的原理分析 [J], 夏贵进;段景汉;何为超;姜平
3.使用FBG及更短光纤的高效Er^(3+)Yb^(3+)共掺双包层光纤放大器(英文) [J], 董淑福;杨玲珍;程光华;陈国夫
4.包层泵浦的L波段Er^(3+)/Yb^(3+)共掺光纤激光器 [J], 张书敏;王健;董法杰;吕福云;王宏杰;董孝义
5.适用于光纤放大器的Er^(3+)-Yb^(3+)共掺双包层光纤 [J], 张强;李进延;唐仁杰
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Er^3+-Yb^3+共掺杂光纤环型腔被动谐波锁模激光器
Er^3+-Yb^3+共掺杂光纤环型腔被动谐波锁模激光器向望华;李楠;崔宇;任芳;白扬博;张贵忠【期刊名称】《强激光与粒子束》【年(卷),期】2008(20)11【摘要】报道了Er3+-Yb3+共掺杂光纤作为增益介质的环型腔光纤激光器。
利用光纤的非线性偏振旋转效应产生可饱和吸收体的锁模机制,通过调整泵浦功率,调节偏振控制器的状态,实现了连续基波锁模和高阶谐波锁模两种稳定的锁模运转状态。
其中连续基波锁模重复频率15.89 MHz,中心波长为1.557 nm,光谱宽度为9.9 nm。
二阶谐波锁模重复率为31.79 MHz,三阶谐波锁模脉冲重复率为46.99 MHz。
观察到了调Q锁模和调Q脉冲序列,给出了各种运转状态的实验结果并对多种锁模机理作了简要的分析。
【总页数】6页(P1821-1826)【关键词】光纤激光器;环型腔锁模;谐波锁模;Er^3+-Yb^3+共掺杂光纤【作者】向望华;李楠;崔宇;任芳;白扬博;张贵忠【作者单位】天津大学精密仪器与光电子工程学院,教育部光电信息技术科学重点实验室,天津300072【正文语种】中文【中图分类】TN248.1【相关文献】1.被动谐波锁模Er3+/yb3+共掺双包层光纤环形腔激光器 [J], 任芳;向望华;师晓宙;祖鹏;白扬博;张贵忠2.Er3+-Yb3+共掺杂光纤环型腔被动谐波锁模激光器 [J], 王红英;向望华;李楠;刘红军;崔宇;赵卫;任芳;李院院;白扬博;牛建军;张贵忠3.飞秒被动锁模环形腔掺Er3+光纤激光器 [J], 赵德双;刘永智;王秉中;张长命;黄绣江4.自起振σ形腔被动锁模掺Er^(3+)光纤激光器 [J], 闫晗;魏莹;王肇颖;费爱梅;贾东方;李世忱5.Er^(3+)-Yb^(3+)共掺杂环形腔光纤激光器 [J], 向望华;张良;裴新;薛挺;张贵忠因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
多模包层泵浦大功率光纤放大器的工作原理及应用
多模包层泵浦大功率光纤放大器的工作原理及应用摘要本文要讨论是多模包层泵浦大功率光纤放大器。
简单介绍其的基本组成及工作原理。
通过与普通光纤放大器的比较来讨论其应用上的优点和发展前景。
关键词多模包层泵浦,双包层光纤,高功率1引言多模包层泵浦大功率光纤放大器是一种由多模包层泵浦技术这一最近发展起来的新兴技术产物。
采用Yb3+和Er3+离子共掺杂双包层光纤,是一系列新技术、新工艺和新材料相结合的产物,是实现光纤放大器超大功率输出的技术核心。
2 多模包层泵浦光纤放大器的结构多模包层泵浦光纤放大器的光路结构如图1所示:3 多模包层泵浦光纤放大器的工作原理多模包层泵浦,是将多模泵浦激光耦合到双包层光纤的内包层中,当多模泵浦光在内包层中传播时会反复穿过光纤纤芯(如图2所示),泵浦光在穿过掺有稀土元素的光纤纤芯时被吸收从而实现泵浦。
与单模纤芯泵浦不同,用于光纤放大器的双包层光纤,泵浦光主要在内包层中传播,因此,同样的纤芯参数,包层泵浦的泵浦吸收截面要小得多,所以,提高泵浦吸收效率是制造双包层光纤需要重点考虑的因素。
合理的内包层结构形状能够显著提高泵浦吸收效率,目前,已经设计并制作出了多种内包层形状的双包层光纤,这些专门设计的内包层结构和形状,使泵浦光在单位长度内有效穿过光纤纤芯的几率大大增加。
图3是设计制作的部分双包层光纤内包层形状示意图。
另外,对于1550nm波段光纤放大器,采用铒、镱共掺的双掺杂技术,利用镱元素的高吸收和铒镱之间能量的高效传递,能够获得铒元素的高效泵浦。
图4为铒镱共掺有源光纤的泵浦吸收和能量传递简单能级示意图。
铒、镱共掺由于存在能量传递的互逆性,因此,需要尽可能快的消耗铒离子的受激状态。
减小纤芯直径,有效提高光密度,是通常的做法,这样做对低功率光纤放大器影响不大,但是,对于大功率和超大功率光纤放大器,会由于过高的光功率密度导致非线性效应,这是有害的。
对于光纤放大器的应用,双包层光纤主要用于大功率和超大功率情况,双包层光纤小芯径纤芯设计已经成为一种制约因素。
高功率镱铒共掺双包层光纤放大器的研究的开题报告
高功率镱铒共掺双包层光纤放大器的研究的开题报告
1. 研究背景
随着信息技术和通信技术的发展,高功率光纤放大器已成为数据通信和激光等领域中不可或缺的关键技术之一。
特别是在光通信领域,高功率光纤放大器已经广泛应用于光纤通信、光纤传感等领域。
镱铒共掺光纤是一种重要的掺杂光纤材料,具有较高的受激发射截面和较宽的增益带宽。
双包层光纤具有高温度稳定性和高光学质量的优点,因此,发展高功率镱铒共掺双包层光纤放大器,具有重要的意义。
2. 研究目的
本项研究旨在探究高功率镱铒共掺双包层光纤放大器的结构设计和性能优化,通过实验验证和数值模拟,探究其在光通信和激光等领域中的应用前景。
3. 研究内容
(1)镱铒共掺双包层光纤的制备和特性研究
通过溶胶-凝胶法制备镱铒共掺双包层光纤材料,并进行材料特性分析,包括受激发射截面、增益谱和荧光寿命等。
(2)双包层光纤结构设计和光学特性分析
采用商用仿真软件进行双包层光纤结构设计,包括双包层光纤的纤芯半径、外包层材料和厚度等参数的优化,通过数值模拟和仿真,分析设计的光学特性,包括泵浦光吸收率和增益等参数。
(3)高功率镱铒共掺双包层光纤放大器的实验研究
根据前两步的研究成果,制备高功率镱铒共掺双包层光纤放大器,通过实验验证其增益性能、功率稳定性和耐用性等关键性能指标。
4. 研究意义
镱铒共掺双包层光纤放大器具有很高的商业潜力,因为它们可用于高速、高容量和高带宽的光通信系统。
此外,他们也被广泛用于激光器、光学传感和其它领域。
本研究的成果将为高功率光纤放大器和光通信技术的发展提供支持。
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wi r d al o v r e t e r y a i q i b im a u . n t ec n i o f wo c a n l wh n i p t lg a u l c n eg t i d n m ce ul r l y o h i u v le I o dt no -h n e, e u h i t n p le v ra , h u p t o r n an b c mes e p r Un e o t u u v u i g b c wa d u s so e lp t e o t u we d g i e o t e e . d rc n i o swa e p mp n , a k r p a n
....
I _ L_ C=I =
同
功 率双包层 E3Y 3 r /b+ + 共掺光纤
放 大器 的动态 响应
赵 尚弘, 占生宝,付 珂 ,方绍强 ,张 虎
(空军 工程 大学 电讯 工程学 院 ,陕 西 西 安 707 ) 10 7
摘要:基于速率 方程的 离散算法,分析 了双 包 E3y 层 r/ b 共掺光纤放大器的动态响应,显示了输 +
维普资讯
第3 卷第 6 3 期
20 0 6年 6月
光 电工程
Op o El cr i gi e rng t - e ton cEn n e i
Vo1 3 No. . , 3 6 Jn , 0 u e 2 06
文章编号 :10 — 0 2 0 )6 0 — 6 3 5 0 60 — 4 0 0 1 X( 1 2 Dyn m i e po s fh g p we 3/ b + O do d a c r s n e o i h— o r Er +Y 3 C — pe do l - l d fbe m pl e s ub e c a i ra i r i f
i r p r o ef e n t . n p o o i nt t b r e g h t oh i l
Ke r s Op ia b ea l e; n mi ep n e P lesg a; r / C - o e ywo d : t l r mp i r Dy a crs o s ; us in l E 3 Yb c f i i f Od p d
ZHAO Sha - on ng h g, ZHAN She - ao, FU e, FANG ha - a ng b k S o qi ng, ZHANG u H
( e cmmu i t n n ier gIsi t, iF re n ier gU iest Xi n7 0 7 , hn Tl o e nc i gn ei tueA r oc gn ei nvri , ’ 1 0 7 C ia) aoE n ige us jc di otea pie tep a o r f up t us e ed nte h wn Whns l p l i i et t m l r h ekp we tu p l dp n s n e sn e n h i f , oo e o h p wes f ohip t e kp l n u . e a f us jc d teo tu o e n an o r o t u a us a dp mp Wh na ri o l i i et ,h up t w r dg i b n p e t n p esn e p a
Ab ta t B s do i rt lo i m f aee u o s ted n mi ep n eo 3/ C -o e sr c : a e n ds eeag r h o t q min , h y a crs o s f Yb c t r Er Od p d
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d ce ss e r a e mo o o ia l t se d — tt v l e Un e p le n tnc l y o t a y sae a u . d r u s wa e u i g f r r a l e v p mp n , o wa d mp i d i f
so tn o s mi ino tu o e ( S + ii v r rp ro ef e n t, h ra E i p na e u s o up t w r A E )s ni es po ot nt t b re gh w ee AS —s e s p n e i oh i l s
出功率和增益的动态特征。当单个脉冲注入放大器时 ,输出脉冲的峰值功率不仅依赖于输入脉冲
的峰值功率,而且依赖于泵浦功率;当脉冲序列注入时,输 出脉冲的功率和增益最终将收敛于它 们的稳态值 。 在双信道情况下, 输入脉冲重叠时的输出功率和增益 变得更陡峭。 在连续波泵浦下, 反向 自 发辐射输 出功率 (S ) A E一 首先快速地增加到峰值功率,然后单调下降到稳态值;在脉冲波